AISLAMIENTO DE ACTINOBACTERIAS MARINAS Y BÚSQUEDA DE GENES INVOLUCRADOS EN LA SÍNTESIS DE COMPUESTOS BIOACTIVOS

Abstract

Las actinobacterias marinas han demostrado ser fuente de una amplia variedad de metabolitos secundarios con diversas actividades biológicas, algunas de las cuales se han desarrollado para la medicina humana. En este estudio se propone el aislamiento de actinobacterias desde sedimentos marinos de la bahía de Valparaíso y la evaluación de su potencial biotecnológico. Para esto, se utilizaron distintos medios y condiciones de cultivo que favorecieran el crecimiento de estos microorganismos, lo que permitió aislar una diversidad de cepas bacterianas. La identificación de los aislados obtenidos se realizó inicialmente mediante la secuenciación parcial del gen rRNA 16S. El análisis comparativo de las secuencias permitió identificar 59 cepas pertenecientes al phylum Actinobacteria con afiliaciones genéticas a 14 géneros: Aeromicrobium sp., Arthrobacter sp., Brachybacterium sp., Corynebacterium sp., Dietzia sp., Gordonia sp., Isoptericola sp., Janibacter sp., Microbacterium sp., Mycobacterium sp., Ornithinimicrobium sp., Pseudonocardia sp., Rhodococcus sp., Streptomyces sp.; y una cepa perteneciente a la familia Nocardiopsaceae. El análisis comparativo de la secuencia casi completa del gen rRNA 16S de esta última cepa, VN6-2, mostró que el mayor porcentaje de identidad fue con las cepas Salinactinospora qingdaonensis CXB832 (94,17%) y Nocardiopsis baichengensis YIM 90130 (92,79%). Se construyó un árbol filogenético el cual indicó que la cepa VN6-2 forma un linaje distinto dentro de la familia Nocardiopsaceae, cercana a los géneros Salinactinospora y Haloactinospora. Todas estas comparaciones y estudios posicionan a la cepa VN6-2 como una nueva especie y probablemente un nuevo género dentro de la familia Nocardiopsaceae. Paralelamente se investigó la producción de metabolitos secundarios en las cepas de actinobacterias aisladas. Debido a que muchos de estos compuestos son producidos por vías biosintéticas que contienen policétidos sintasa (PKS) y sintetasas de péptidos no ribosomales (NRPS), se analizó la presencia de genes PKS (tipo I, II y III) y NRPS para determinar qué aislados tienen el potencial de producir metabolitos secundarios. Se detectó la presencia de genes NRPS en el 33% de los aislados, seguido por un 17% en el caso de PKS II y 16% en PKS III, sin embargo se detectó la presencia de genes PKS I en sólo un aislado. Por otra parte, considerando el potencial biotecnológico de las actinobacterias, se realizaron ensayos cualitativos de biodegradación de hidrocarburos y producción de bioplásticos con cepas de actinobacterias seleccionadas. Con respecto a la capacidad biodegradadora de hidrocarburos, 3 cepas pertenecientes al género Gordonia fueron capaces de utilizar estos compuestos como única fuente de carbono. En el caso de la potencial producción de bioplásticos, 3 aislados del género Gordonia y un aislado del género Streptomyces fueron capaces de retener el colorante Sudan Black B. En conclusión, este estudio muestra la amplia diversidad de actinobacterias cultivables asociados a los sedimentos marinos de la Región de Valparaíso. Incluso, se aislaron cepas pertenecientes a nuevos taxones del phylum Actinobacteria. Además se demostró su gran potencial para la producción de compuestos biológicamente activos y para otras aplicaciones biotecnológicas.